光的魔术师：流光溢彩的纤维素纳米晶体

 

　　该工做室是一个分析平台，利用艺术、科学、手艺和设想等方式开辟可持续的布局色彩，并将其使用于家具和建建元素。Konrad Klockars做为材料研究员，Noora Yau做为设想师，配合操纵纳米纤维素制做了浩繁布局色做品。

　　她所创制的亮片，操纵 CNC 的微不雅晶体布局折射光线，天然呈现出闪光结果，无需依赖颜料、染料、金属或矿物质。因为材料之间构成了很是强的键，因而只需要利用少少量的纤维素，获得的亮片也极为轻盈。

　　Elissa的做品获得了 LVMH 集团的承认，并获得了 Green Trail 。她成为 2022 年艺术基金会材料立异研究员，并博得了 Mills 面料材料立异、Mills Fabrica 立异尝试室驻留打算、MullenLowe NOVA 创意立异，并入围纽约 Dorothy Waxman 国际纺织品设想决赛。她的做品入选了维特拉设想博物馆的立异展“塑料：沉塑我们的世界”，并成为伦敦设想博物馆“材料故事”的一部门，这是一个为期 5 年的巡回展览，展出了定义现代糊口的材料。

　　正在取亮片供应商的交换中，她认识到时髦品如Stella McCartney 和 LVMH 集团对更具可持续性的材料的需求日益增加，这促使她开辟了这种新材料。

　　结业于伦敦地方圣马丁学院生物设想硕士专业的Célina Camboni，不成是豪侈品和时髦办理的专业人士，也是正在生物时拆设想范畴独树一帜的立异者。

　　这种基于动物的闪光粉为手工艺品的环保转型供给了新路子。它同样合用于油漆、化妆品或包拆材猜中，以做为一种闪亮的颜料成分。

　　生物质资本中的纤维素正在微生物合成或排泄的多糖降解酶感化下可高效降解，合适取自卑天然、回弃世然，经加工设想能建立可持续敌对材料的成长。

　　Elissa 采用了一种奇特的工艺流程，使得出产亮片的过程几乎不发生废料。凡是，亮片是从材猜中通过冲压切割出来的，这种方式大约会发生 30% 的材料华侈。然而，没有发生任何材料的边角料。

　　天然界最鲜艳的颜色——孔雀羽毛、蝴蝶同党——就是通过微不雅上的纳米布局创制的。它们的颜色常常色感鲜明、明艳，并会跟着光线的入射角度和察看者的而发生改变，显得难以预测和复制。只需连结其周期性的布局，布局色就能连结其不褪色的特征，展示出持久的斑斓。

　　正在这个对环保和可持续性日益注沉的时代，生物基材料响应了对环保时髦日益增加的需求。正在浩繁的仿生布局色候选材猜中，纤维素纳米晶体（CNC）因为其来历普遍、物理化学性质优异、取生物体具有优良的相容性而遭到了普遍关心。

　　将来，人们利用如许粉饰性亮片的使用范畴会更广。Brunato指出：“若是我们考虑到一棵树发展并构成脚够的纤维从来制制亮片所需的时间，大约需要一百年，这取构成原油所需的成千上万年比拟，确实显得很是短暂。”。

　　目前制备CNC手性向列型固态薄膜常采用两种制备策略：蒸发自拆卸（EISA）和实空辅帮自拆卸（VASA）。此中EISA最为常用，即将CNC悬浮液置于容器中，正在恒定温度和湿度的前提下使溶剂不竭蒸发，完全干燥后，这种有序性能够保留到固态，从而实现对可见光的特定反射，以获得具有布局色的CNC薄膜。操纵这种自拆卸方式，能够发生整个可见光谱中的各类颜色，并将其取惹人瞩目的视觉结果相连系，如彩虹色或金属光泽。

　　Elissa Brunato 的立异不只为时髦界带来了一种新的选择，更为我们对天然界的理解和卑沉供给了新的视角。

　　Célina正在项目中细心打制了一件蓬松外衣，其设想灵感融合了蝴蝶同党上的细小鳞片布局和保守高级定制皮草大衣的元素。外衣奇特的外形和色彩变化仿效了蝴蝶鳞片的陈列。这件外衣采用了旧时拆废料，通过巧妙的手工缝制，并涂上一层生物彩虹膜，展示了奇特的美感。

　　，并且不成生物降解。当它们泄露到我们的江河湖海中，鱼虾等生物会被看起来像食物的小闪亮颗粒吸引，并吃掉它们，这些合成塑料最终会进入我们的食物链。

　　她所的生物彩虹涂层手艺，是对天然界光学现象的一次巧妙仿照，该涂层采用了尖端的纳米制制手艺，旨正在创制一种全新的生态敌对型色彩处理方案。Célina以CNC为根本创制出性材料，进一步拓展了生物虹彩薄膜的使用范畴，将其使用于废旧的再生织物和材料，为时髦界供给了一种环保的替代路子。

　　保守上，木材的色彩给人以朴实、沉稳的印象，常取棕色、灰色和绿色等天然色调相联系。SCS的手艺了这一刻板印象，将木材为具有闪亮光泽和彩虹般灿艳色彩的材质。木材这一陈旧材料得以焕发重生，展示出史无前例的现代感和艺术魅力。

　　多糖，以其可再素性、生物可降解性和优异的生物相容性，正逐步成为功能性纳米材料范畴备受注目的原料。纤维素便是一种多糖类高结晶度天然高，其生物质来历普遍，包罗木材、棉花、苎麻、农做物秸秆、竹子、海藻等天然动物，菠萝、柠檬等果实表皮，细菌等微生物以及海鞘等被囊类动物。

　　正在丝绸上，涂层呈现出奇特的彩光结果，从亮蓝到金属绿，色彩的幻化无限，为每件做品添加了奇特的魅力。

　　这些小颗粒不只加剧了全球微塑料污染问题，并且含有的生物累积性化学物质，如致癌物和激素干扰物，对经常处置它们的工人健康形成了严沉 。

　　当这些丝带从平台上剥离后，能够进一步加工成闪光粉。“我们能够利用任何类型的纤维素，”Vignolini注释说。她的团队选择了来自木浆的纤维素，但纤维素同样存正在于果皮中，也能够从纺织业残剩的棉纤维中提取。虽然研究人员还需要进一步测试这种新型闪光粉对的影响，但Vignolini对这种天然材料的潜力和将来充满了乐不雅和决心。

　　Radiant Matter的创始人兼CEO Elissa Brunato，正在地方圣马丁艺术取设想学院攻读材料将来硕士学位期间，获得了研究院科学家Hjalmar Granberg和Tifny Abitbol的支撑，成功研发了生物彩虹亮片这一立异材料。

　　研究人员发觉，CNC水性胶体悬浮液可正在纳米标准上自觉自组织，颠末处置，可以或许简单无效地构成周期性法则的螺旋陈列布局，从而构成花团锦簇的彩色薄膜。

　　纤维素的来历十分普遍，从树木、果皮、藻类到旧牛仔布或废纸。 现现在， CNC 材料的多种机制和使用已正在时髦和粉饰范畴创制出令人惊讶的视觉盛宴。这些材料可以或许实现流光溢彩的涂层、灿艳的亮片和闪光粉等结果，为设想师们供给了无限的创意可能。做为可再生、可生物降解的环保材料， CNC 正在实现这些视觉体验的同时，更帮力于打制可持续成长的将来。

　　Silvia的团队将纤维素纤维取水夹杂，构成一种特殊的水基夹杂物。这些纤维正在水中仿佛藐小的，当团队将这种液体倾倒正在塑料板上并让其干燥时，纤维素纤维会天然沉淀，构成雷同螺旋楼梯的布局。通过调整这些布局的倾斜度，团队可以或许改变它们反射光线的波长，从而改变薄膜的颜色，就像童话中将稻草纺成金子的魔法一样，他们将通俗的动物浆液改变成了光芒耀眼标丝带，这些丝带展示出彩虹般的灿艳色彩。

　　Elissa以其对天然的深刻理解和立异，操纵生物手艺的潜力，以木材为原料，创制了这种色泽动听且由天然纤维素制成的闪亮光片。

　　来自英国剑桥大学的化学家Silvia Vignolini的团队正在《天然材料》上于11月11日颁发了关于这种闪光粉的研究。他们的创意灵感罗致自非洲动物Pollia condensata，这种动物以其鲜艳的蓝色果实而闻名，被称为大理石浆果。正在这些浆果中，纤维素纤维以一种特殊的体例反射光线，构成了奇特的金属蓝色调。“若是动物能做到这一点，我们也该当可以或许做到。”Silvia如是说。

　　布局色取保守颜料或染料分歧，它来自生物概况布局对光的反馈。通过光取物质微不雅布局彼此感化，正在微纳标准上发生奇特的光学效应，并且更为长久，干净环保。

　　除了亮片，时髦界也常以细腻的闪光粉做为粉饰元素，它们好像点点星光，为设想带来缤纷精明标视觉结果。然而，保守闪光粉和颜料往往含有有毒化合物或微塑料，对和健康形成潜正在，但源自动物中的纤维素的闪光粉正正在改变这一场合排场。

　　从头设想地球上现有材料的前景，能够让我们以更平安、更环保的体例，打制出熠熠生辉的色彩。这些方式有可能以更具前瞻性和立异性的体例超越已经的选择。

　　“ 这就是为什么我认为纤维素是这个故事中最主要的部门。” Elissa 正在接管采访时说道。她的方针是创制出既美妙又可持续的产物，这恰是她通过利用纤维素，这种快速更新且对敌对的资本所实现的。

　　正在Elissa 看来，反复汗青，利用金属或矿物是没成心义的。这些材料会使产物变得沉沉，并且它们是更新速度较慢的贵重资本。她逃求的是一种能够大量利用，即便泄露也不会对形成风险的材料，这是设想的焦点。

　　无需依赖任何颜料或染料，木材本身就能通过天然的体例展示出活泼而明显的色彩。日本保守的炙烤手艺付与了木材艰深的黑色，同时保留了其天然的纹理和质感。正在这种深色布景上，涂层的光学效应获得了最大化的阐扬，使得色彩正在深色概况上呈现出愈加敞亮、愈加浓重的视觉结果。

　　天然界的色彩多样性次要分为两大类：化学色和布局色。化学色依托特定色素对光的接收和反射，为生物体供给了丰硕多彩的色彩表示，但会由于色素的流失或改变而褪色、变色，缺乏色彩持久性。

　　Elissa的方式始于对出产系统和亮片最终去向的深刻理解。这着她从头设想材料的整个生命周期路程。亮片正在工业层面上无法收受接管，这让她认识到，设想出一种可以或许融入生物系统的产物至关主要。她的目光投向了大天然，察看那些天然中闪闪发光的物体 —— 蝴蝶的同党、甲虫的外壳，或是鱼类的鳞片。她思虑着，为何不仿照大天然正正在做的工作呢？因而，她出格选择了纤维素做为材料，由于它是一种快速更新的资本。

　　Célina的A Living Colour项目就是一个基于生物彩虹涂层开创性的生物服拆研究，并获得了LVMH集团的财务支撑。

　　和Célina Camboni的研究雷同，来自阿尔托大学的博士研究生Konrad Klockars和博士研究生Noora Emilia Yau合做成立告终构色彩工做室(SCS)，以期将粉饰性材料取材于木，返用于木。

　　纳米晶体指晶粒为纳米尺寸的晶体材料，或具有晶体布局的纳米颗粒。该结晶布局的有序性周期性法则布局则能取光线发生各类奇奥的彼此感化。

　　通过物理切割剥离、酶水解、化学酸解或氧化处置的自上而下（top-down）方式可去除生物质资本中的无定形纤维素和半结晶纤维素，获得刚性短棒状的纤维素纳米晶（Cellulose Nanocrystal， CNC）。